Cuarzo y sus modificaciones
Cuarzo SiO2
Fotos Museo virtual: Cuarzo,
módulo "trabajos históricos retrato de cristales de cuarzo
Después de los feldespatos el cuarzo es el mineral más abundante de la corteza terrestre. Cuarzo cristaliza en dos sistemas cristalinos dependiendo de la temperatura :
por encima de los 573°C en el sistema hexagonal - por ejemplo con la forma típica de bipiramides hexagonales.
Por de bajo de los 573°C en el sistema trigonal - por ejemplo como cristal trigonal de habito columnar.
Otras modificaciones de SiO2 son:
1.1 Modificaciones de cuarzo
Tridimita se forma a temperaturas encima de 870°C (P = 1 atm), monoclínica (formada a temperaturas relativamente bajas), tridimita, hexagonal (formada a temperaturas relativamente altas).
Cristobalita, tetragonal (formada a temperaturas relativamente bajas), cristobalita, cúbica (formada a temperaturas. relativamente altas).
Coesita, monoclínica, modificación de alta presión (20 - 40 kbar).
Stishovita, tetragonal, modificación de presión más alta (p > 80 - 100 kbar). Formación durante unimpacto de un meteorito y el metamorfismo por ondas de choque
Lechatelierita, amorfa (vidrio silícico natural), puede formarse, cuando un relámpago cae en una arenisca pura de cuarzo (en fulgurita = Blitzroehre (alemán) ) o en cráteres de meteoritos.
Ópalo, amorfo (SiO2 ´ H2O), producto de alteración de rocas volcánicas jóvenes, por precipitación en fuentes termales y géiseres (sinter de sílice), componente de organismos formadores de rocas (de diatomeas, de radiolarias p.ej.).
Cuarzo se constituye de tetraedros de SiO2 (oxigeno forma las esquinas, silicio se ubica en el centro del tetraedro). Cada ion de silicio está rodeado por cuatro iones de oxígeno y cada ion de oxígeno está combinado con dos iones de silicio, por consiguiente a un ion de silicio corresponden 4/2 = 2 iones de oxígeno. De tal modo la formula estructural del cuarzo es SiO2. Los tetraedros de SiO2 son torcidos entre sí y forman una estructura tridimensional espiral. Los espirales se constituyen de unidades de tres tetraedros torcidos, que se repiten o es decir un tetraedro es idéntico con el tercero tetraedro siguiente del espiral. Los tetraedros de SiO2 son torcidos entre sí y forman una estructura tridimensional espiral. Los cuarzos de diferente simetría se debe a variaciones de los tetraedros torcidos (torcidos en forma espiral en el sentido de o en sentido contrario a las agujas del reloj).
Fotos Museo virtual: Cuarzo,
módulo "trabajos históricos retrato de cristales de cuarzo
Después de los feldespatos el cuarzo es el mineral más abundante de la corteza terrestre. Cuarzo cristaliza en dos sistemas cristalinos dependiendo de la temperatura :
por encima de los 573°C en el sistema hexagonal - por ejemplo con la forma típica de bipiramides hexagonales.
Por de bajo de los 573°C en el sistema trigonal - por ejemplo como cristal trigonal de habito columnar.
Otras modificaciones de SiO2 son:
1.1 Modificaciones de cuarzo
Tridimita se forma a temperaturas encima de 870°C (P = 1 atm), monoclínica (formada a temperaturas relativamente bajas), tridimita, hexagonal (formada a temperaturas relativamente altas).
Cristobalita, tetragonal (formada a temperaturas relativamente bajas), cristobalita, cúbica (formada a temperaturas. relativamente altas).
Coesita, monoclínica, modificación de alta presión (20 - 40 kbar).
Stishovita, tetragonal, modificación de presión más alta (p > 80 - 100 kbar). Formación durante unimpacto de un meteorito y el metamorfismo por ondas de choque
Lechatelierita, amorfa (vidrio silícico natural), puede formarse, cuando un relámpago cae en una arenisca pura de cuarzo (en fulgurita = Blitzroehre (alemán) ) o en cráteres de meteoritos.
Ópalo, amorfo (SiO2 ´ H2O), producto de alteración de rocas volcánicas jóvenes, por precipitación en fuentes termales y géiseres (sinter de sílice), componente de organismos formadores de rocas (de diatomeas, de radiolarias p.ej.).
Cuarzo se constituye de tetraedros de SiO2 (oxigeno forma las esquinas, silicio se ubica en el centro del tetraedro). Cada ion de silicio está rodeado por cuatro iones de oxígeno y cada ion de oxígeno está combinado con dos iones de silicio, por consiguiente a un ion de silicio corresponden 4/2 = 2 iones de oxígeno. De tal modo la formula estructural del cuarzo es SiO2. Los tetraedros de SiO2 son torcidos entre sí y forman una estructura tridimensional espiral. Los espirales se constituyen de unidades de tres tetraedros torcidos, que se repiten o es decir un tetraedro es idéntico con el tercero tetraedro siguiente del espiral. Los tetraedros de SiO2 son torcidos entre sí y forman una estructura tridimensional espiral. Los cuarzos de diferente simetría se debe a variaciones de los tetraedros torcidos (torcidos en forma espiral en el sentido de o en sentido contrario a las agujas del reloj).
| Modificaciones de cuarzo | |||
Modificaciones de SiO2
| Sistema cristalino | Densidad en g/cm3 | Condiciones de formación |
| Cuarzo | trigonal | 2,65 | T < 573ºC |
| Cuarzo | hexagonal | 2,53 | T > 573ºC |
| Tridimita | monoclínico | 2,27 | |
| Tridimita | hexagonal | 2,26 | T > 870ºC |
| Cristobalita | tetragonal | 2,32 | |
| Cristobalita | cúbico | 2,20 | T > 1470ºC |
| Coesita | monoclínico | 3,01 | P > 20kbar |
| Stishovita | tetragonal | 4,35 | P > 80kbar |
| Lechatelierita vidrio natural de sílice | amorfo | 2,20 | relámpagos incidentesen arena de puro cuarzo, impactos de meteoritos |
| Ópalo (SiO2 ´ aq) | amorfo | 2,1 - 2,2 | |
| www.geovirtual2.cl - W. Griem (2006) | |||
1.2. Propiedades externas del cuarzo son:
● Morfología: cuarzo del sistema trigonal, por ejemplo combinación de romboedros, prisma, trapezoedro y bipirámide, habito columnar. (foto)
● Dureza: 7 según la escala de Mohs.
● Exfoliación: Ausente, fractura concoidea.
● Brillo: Graso y oleoso en los planos fracturados concoideamente, vítreo en los planos del prisma.
● Color:
a) Cuarzo puro es incoloro transparente.
b) De color café como humo.
c) Amarillo como limones y transparente: Citrin.
d) Violeta-transparente: amatista
e) Cuarzo de color rosado
f) Cuarzo de color parecido a leche debido a inclusiones fluidas.
g) Ojo del tigre se constituye de asbesto de anfíbol silificado donde el anfíbol originariamente azul aparece bronceado a causa de la oxidación de Fe2+ a Fe3+.
b) De color café como humo.
c) Amarillo como limones y transparente: Citrin.
d) Violeta-transparente: amatista
e) Cuarzo de color rosado
f) Cuarzo de color parecido a leche debido a inclusiones fluidas.
g) Ojo del tigre se constituye de asbesto de anfíbol silificado donde el anfíbol originariamente azul aparece bronceado a causa de la oxidación de Fe2+ a Fe3+.
● Densidad: (cuarzo = 2.65g/cm³.)
● Maclas: según la ley de Suiza o de Dauphinée: Dos cuarzos izquierdos o derechos están maclados y girados alrededor de 60°.
según la ley Brasileña: maclas de penetración simétrica de un cuarzo izquierdo y un cuarzo derecho.
según la ley Japonesa, relativamente raro: los ejes c de los dos cuarzo maclados aprox. están perpendiculares.
● Variedades microcristalinas - cristales demasiado pequeños para identificarlos macroscopicamente - y criptocristalinas - cristales demasiado pequeños para identificarlos por el microscopio - son calcedonia y jaspe, ágata por ejemplo es calcedonia finamente laminada con bandas rítmicas finas. Calcedonia se forma de la manera siguiente: oxidodisilicio se disuelve por la alteración de silicatos. Cuando el valor de pH desciende se precipita cuarzo criptocristalino.
1.3 Formación de cuarzo
Formación : Cuarzo es estable en un campo de temperatura y presión muy amplio, que incluye las condiciones de p y T de casi toda la corteza terrestre y de partes del manto superior.
Se forma bajo condiciones magmáticas, sedimentarias, metamórficas. En la serie de BOWEN - de la diferenciación magmática por cristalización - se forma tarde a temperaturas relativamente bajas después de la cristalización de las plagioclasas y del feldespato potásico y antes de la cristalización de las zeolitas (silicatos con estructuras tetraedricas tridimensionales de malla ancha, con cavidades grandes o canales, en que se ubican los iones de radio grande como Na+, Ca2+, K+, Ba2+ y moléculas de H2O, uso como cambiador de cationes). En rocas sedimentarias clásticas puede presentar el cemento, que une los granos detríticos. Como componente de organismos formadores de rocas puede formar por ejemplo una radiolarita (foto) (lidita foto). Además es un componente común en rocas metamórficas, por ejemplo en gneises, en esquistos, en cuarcita.
Cuarzo químicamente puro es transparente y sin color (lambda = 145 nm - UV - a 2700 nm - IR - en espesores de mm a cm).
1.4 Variedades de cuarzo
Amatista de color púrpura o violeta causado por contenido en Fe3+. (véase colección de Minerales)
Citrin varia en color de amarillo a anaranjado a anaranjado-café y se forma por el calentamiento de amatista o es decir de cuarzo con contenido en Fe3+. Algunos cuarzos coloridos se forman por radiación o en consecuencia de los dos efectos radiación y calentamiento y a estas variaciones también se llama citrin.
Cuarzo ahumado : ‘smoky’ o ‘morión’, se forma exponiendo cuarzo natural con contenido en Al a radiación natural.
Prasolita es una variedad verde de cuarzo menos común, que se forma por el calentamiento de amatista a Ts entre 300° y 600°C.
El color se produce por la sustitución de Si por un otro ion, por ejemplo Fe3+, por la presencia de un otro componente en intersticios entre Si y O o por la exposición del cuarzo a radiación o a calor.
Otras variedades de cuarzo son cuarzo rosado, azul, crysoprasa, jaspe y otras. Estas son mezclas de cuarzo y otras fases.
Cuarzo rosado (Foto en la colección virtual) de pegmatitas con feldespato alcalinos grandes contiene cristalitos agujeros de longitud alrededor de 0,1 mm y de ancho entre 0,05 y 0,4 mm de dumortierita [Al3(BO3)(SiO4)3O3].
Cuarzo rosado macizo de diques contiene Mn y Ti, que podrían causar su color.
Cuarzo rosado en cristales individuales contiene átomos de fósforo en cantidades apreciables, pero no esencialmente contiene Ti.
Cuarzo azul o celeste debe su color a inclusiones diminutos.
Crisoprasa de color verde debe su color al contenido en Ni, es de estructura fibrosa o microgranular.
Jaspe de color café, café-amarillo o ocre-amarillo o de color rojo : Jaspe de color rojo debe su color a microcristales de hematita, jaspe de color amarillo o ocre-amarillo debe su color al contenido en goethita.
Chert es jaspe con poco contenido en sustancias, que pigmentan el mineral, es de color gris-blanco, gris-amarillo, café, rojo-café a blanco. (foto)
Otras variedades de cuarzo son plasma, prase, heliotrope, ágata (fibrosa) (foto), calcedonia (fibrosa), ópalo de sílice amorfo.
Los Feldespatos
Los feldespatos son los minerales más abundantes de la corteza terrestre y participan en ella con más de 60% de volumen, en detalle las plagioclasas ocupan 41% de volumen, los feldespatos alcalinos ocupan 21% de volumen.
Los feldespatos forman un grupo de 3 componentes, las cuales son:
● Feldespato potásico KAlSi3O8,
● Albita NaAlSi3O8,
● Anortita CaAl2Si2O8.
Los minerales mixtos con una composición entre el feldespato potásico y la albita se denominan feldespatos alcalinos, los minerales mixtos de composición entre albita y anortita forman el grupo de las plagioclasas.
Las relaciones entre ellos se presentan en el sistema ternario de los feldespatos. En los extremos de este triangulo están expresados las formulas cristaloquímicas de las tres componentes. Todas las mezclas entre estas tres componentes se encuentran en un punto determinado dentro del triángulo.
Las plagioclasas tienen distintas denominaciones según su composición química o es decir según su contenido en la componente Albita (Ab) y en la componente Anortita (An):
Sistema ternario de los Feldespatos: Anortita-Albita-Feldespato potásico:
Los feldespatos son los minerales más abundantes de la corteza terrestre y participan en ella con más de 60% de volumen, en detalle las plagioclasas ocupan 41% de volumen, los feldespatos alcalinos ocupan 21% de volumen.
Los feldespatos forman un grupo de 3 componentes, las cuales son:
● Feldespato potásico KAlSi3O8,
● Albita NaAlSi3O8,
● Anortita CaAl2Si2O8.
Los minerales mixtos con una composición entre el feldespato potásico y la albita se denominan feldespatos alcalinos, los minerales mixtos de composición entre albita y anortita forman el grupo de las plagioclasas.
Las relaciones entre ellos se presentan en el sistema ternario de los feldespatos. En los extremos de este triangulo están expresados las formulas cristaloquímicas de las tres componentes. Todas las mezclas entre estas tres componentes se encuentran en un punto determinado dentro del triángulo.
Las plagioclasas tienen distintas denominaciones según su composición química o es decir según su contenido en la componente Albita (Ab) y en la componente Anortita (An):
Sistema ternario de los Feldespatos: Anortita-Albita-Feldespato potásico:
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2.1. Formación de los feldespatos
Entre los tres componentes la capacidad de mezclarse no es completa. Entre la Anortita y el feldespato potásico se ubica la llamativa zona de desmezcla. Una composición que se sitúe en este campo no forma ningún cristal feldespático homogéneo, sino que da lugar a dos cristales de composición diferente de los cuales uno es rico en feldespato potásico y el otro es rico en plagioclasa. De este modo es posible y en muchos tipos de rocas habitual que se presenten dos feldespatos diferentes el uno al lado del otro como en un granito un feldespato alcalino al lado de una oligoclasa. La zona de desmezcla (o laguna de miscibilidad) cambia cuando varían las condiciones físicas y químicas y se amplia considerablemente al enfriar el magma. De este modo se modifica drásticamente el campo de los cristales mixtos.
Con temperaturas altas (T>900 ºC) típicas para un magma con cristalización inicial la zona de los cristales mixtos es grande (véase triángulo). Si durante la cristalización del magma la temperatura desciende poco a poco, la zona de desmezcla se aumenta cada vez más. Con una temperatura muy baja (T<600 br="" composiciones.="" de="" estas="" feldespatos="" forman="" nbsp="" se="" solamente="">Si el enfriamiento se ha producido tan lentamente que los átomos de potasio y sodio han podido ordenarse nuevamente en la red cristalina de los feldespatos, dos distintos tipos de cristales se formarían en el cristal originario: un cristal rico en feldespato potásico, cuya composición correspondería aproximadamente al punto K del diagrama triangular y un otro cristal rico en albita, cuya composición correspondería aproximadamente al punto A en el triángulo. El cristal mixto originariamente homogéneo se ha disgregado.
Estas estructuras disgregadas son muy típicas por su apariencia, normalmente forman venas finas o husos. Pertita se llama un cristal rico en la componente albita, que lleva venas o husos ricos en feldespato potásico. Antipertita se denomina un cristal rico en feldespato potásico con venas y husos ricos en albita. Los procesos de exsolución se basan en la difusión de potasio, sodio y calcio en la red cristalina y requieren bastante tiempo.
La serie de plagioclasas no está afectada gravemente por un descenso en la temperatura. Los cristales mixtos de la serie de plagioclasas se forman a temperaturas elevadas y bajas.
| Con mayor temperatura en la cámara magmática la zona de reacciones posibles es mucho más grande. Es decir con altas temperaturas se pueden formar todos los intermedios entre Na - K Feldespatos. En contrario, con temperaturas bajas en el sistema magmático se amplia el área de la laguna de miscibilidad y por ende noexisten Feldespatos Alcalinos de baja temperatura de toda la línea entre K y Na. |  |
2.2 Propiedades de los feldespatos alcalinos (Fotos en el recorrido Mineralógico)
2.2.1 Los feldespatos potásicos (Feldespato potásico: KAlSi3O8)
Los feldespatos potásicos cristalizan en 2 sistemas cristalinos diferentes según el grado de orden de su estructura atómica.
Sanidina es el cristal más desordenado y por esto más simétrico, es de simetría monoclínica y se forma a temperaturas relativamente altas. Los cristales de sanidina son delgados y tabulares. Sanidina a menudo se encuentra como fenocristales en rocas volcánicas y sus tobas.
Microclina es el mineral de estructura atómica más ordenada, es de simetría triclínica y se forma a temperaturas más bajas. Con el micropolariscopio se puede identificar la microclina a través de su sistema laminar y enrejado o reticular.
Ortoclasa se refiere a un estado intermedio entre ambos estados de orden, es de simetría monoclínica. Los cristales de ortoclasa son gruesos, tabulares o cortos prismáticos, a menudo son maclados según la ley de Karlsbad. La ortoclasa se encuentra a menudo en plutónicas ácidas.
La densidad de los feldespatos alcalinos varía entre 2,5 y 2,6g/cm3.
2.2.2 Albita NaAlSi3O8, Ab100-90An0-10
Sistema triclínico.
Morfología: habito tabular.
Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'.
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs.
Brillo: vítreo.
Densidad: 2,62g/cm3.
Color: blanco, blanco gris, verde, azul, rojizo.
Maclas polisintéticas, raramente maclas simples.
En magmatitas ácidas a intermedias como granitos, riolitas, dioritas. En pegmatitas como cristales gruesos. En rocas magmáticas y sus pegmatitas. En rocas metamórficas de grado bajo. En areniscas la albita puede formarse después de la sedimentación (formación autígena).
2.3 Propiedades de las plagioclasas
● Grupo de los Tecto- y alumosilicatos
● Sistema cristalino: triclínico.
● Morfología: hábito tabular o tabular prismático.
● Exfoliación: ángulos de exfoliación entre 85º50' y 86º24' con respecto a los planos (001) y (010).
● Densidad: albita 2,62g/cm3, anortita 2,76g/cm3.
● Frecuentemente forman maclas polisintéticas (según las leyes de albita y/o de periclina).
Foto Plagioclasa véase: Recorrido Mineralógico
Albita NaAlSi3O8, Ab100-90An0-10 (véase Feldespatos alcalinos)
Oligoclasa Ab(90-70)An(10-30)
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita.
Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'.
Brillo: vítreo.
Densidad: 2,64g/cm3.
Color: blanco, gris. Una variedad roja se debe a impurezas finas de hematita.
En magmatitas claras. En rocas metamórficas de grado bajo hasta medio.
Andesina Ab(70-50)An(30-50)
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita.
Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'.
Brillo: vítreo.
Densidad: 2,67g/cm3.
Color: blanco, gris.
En rocas magmáticas ácidas e intermedias. En rocas metamórficas de grado medio.
Labradorita Ab(50-30)An(50-70)
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita.
Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'.
Brillo: vítreo.
Densidad: 2,70g/cm3.
Color: blanco a oscuro. En planos de exfoliación frecuentemente tonos brillantes en azul y verde.
En magmatitas básicas e intermedias.
Bytownita Ab(30-10)An(70-90)
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita.
Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'.
Brillo: vítreo.
Densidad: 2,73g/cm3.
Color: blanco, gris.
En rocas magmáticas básicas.
Anortita Ab(10-0) An(90-100)
Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita.
Exfoliación: buena entre (001) y (010).
Brillo: vítreo
Densidad: 2,76g/cm3.
Color: blanco, gris.
Maclas de albita.
En rocas magmáticas básicas como gabros, asociada con piroxeno y/o anfíbol. Rara vez en rocas metamórficas.
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